- •Раздел 1 Основы металловедения
- •Тема 1.1 Введение. Строение и свойства металлов и сплавов
- •«Кристаллическое строение металлов»
- •«Дефекты кристаллических решеток»
- •«Кристаллизация металлов»
- •«Основные сведения о сплавах»
- •«Диаграммы состояния»
- •«Диаграмма состав – свойство»
- •Тема 1.2 Сплавы железа с углеродом
- •«Чугун»
- •«Углеродистые и легированные стали»
- •«Влияние на сталь углерода, постоянных примесей и легирующих элементов»
- •«Классификация сталей»
- •«Маркировка сталей»
- •«Инструментальные стали»
- •«Стали и сплавы с особыми свойствами»
- •Тема 1. 3 Основы термической и химико – термической обработки металлов
- •«Превращения в стали при нагреве»
- •«Превращения в стали при охлаждении»
- •«Отжиг стали»
- •«Закалка стали»
- •«Химико-термическая обработка стали»
- •«Цементация стали»
- •«Азотирование, цианирование и нитроцементация стали»
- •«Диффузионное насыщение металлами и металлоидами»
- •«Коррозия металлов и меры борьбы с ней»
- •«Основы теории коррозии металлов»
- •Тема 1.4 Цветные металлы и их сплавы «Сплавы на медной основе»
- •«Легкие сплавы»
- •«Антифрикционные сплавы»
- •«Порошковая металлургия»
- •Раздел 2 Проводниковые материалы
- •Тема 2.1 Электротехнические характеристики проводниковых материалов «Проводниковые материалы высокой проводимости»
- •«Материалы высокого сопротивления»
- •«Жидкие и благородные металлы»
- •«Электроугольные изделия»
- •Тема 2.2 Сортамент проводов
- •«Обмоточные провода»
- •«Монтажные провода и кабели»
- •«Установочные провода»
- •«Кабельные линии»
- •Раздел 3Электроизоляционные материалы
- •Тема 3.1 Физика диэлектриков
- •«Основные электрические свойства диэлектриков»
- •«Поляризация диэлектриков»
- •«Влияние температуры на поляризацию диэлектриков»
- •«Электропроводность диэлектриков»
- •« Диэлектрические потери»
- •«Пробой диэлектриков»
- •«Электрохимический пробой»
- •Тема 3.2 Механические, тепловые и физико – химические характеристики диэлектриков
- •«Тепловые свойства диэлектриков»
- •«Физико-химические свойства диэлектриков»
- •Тема 3.3 Газообразные диэлектрики
- •«Пробой газов»
- •«Пробой жидких диэлектриков»
- •«Синтетические жидкие диэлектрики»
- •Тема 3.5 «Высокомолекулярные органические и элементоорганические диэлектрики»
- •«Природные смолы»
- •1. Природные смолы.
- •2. Твердые органические диэлектрики.
- •3. Полимеризационные синтетические полимеры
- •4. Поликонденсационные синтетические полимеры.
- •Тема 3.6 Пластмассы, пленочные материалы «Пластмассы»
- •«Пленочные материалы»
- •Тема 3.7 Резины
- •Тема 3.8 Лаки, эмали, компаунды
- •«Компауды»
- •Тема 3.9 Волокнистые диэлектрики «Бумаги и картоны»
- •«Лакоткани, ленты и лакированные трубки»
- •Тема 3.10 Электроизоляционная слюда и материалы на ее основе
- •«Слюдинитовые и слюдопластовые материалы»
- •«Электрокерамические материалы»
- •«Силикатные (неорганические) стекла»
- •Раздел 4 Полупроводниковые материалы
- •Тема 4.1 Основные свойства полупроводниковых материалов. Полупроводниковые материалы и их параметры
- •«Полупроводниковые материалы»
- •Раздел 5 Магнитные материалы
- •Тема 5.1 Основные характеристики магнитных материалов
- •«Металлические магнитомягкие материалы»
- •«Изолирующие и защитные покрытия трансформаторных сталей»
- •«Металлические магнитотвердые материалы»
- •«Ферриты»
- •Раздел 6 Неразъемные соединения
- •Тема 6.1 Сварка, пайка металлов. Припои и флюсы
- •«Дуговая сварка и резка»
- •«Плазменная резка, сварка и наплавка»
- •«Электрошлаковая сварка»
- •«Контактная сварка»
- •«Прочие виды сварки»
- •«Пайка конструкционных материалов»
- •Тема 6.2 Виды обработки металлов и неметаллических материалов
- •«Литье в многократные формы»
- •«Обработка металлов давлением»
- •«Прокатка, прессование и волочение»
- •«Ковка и штамповка»
Раздел 1 Основы металловедения
Тема 1.1 Введение. Строение и свойства металлов и сплавов
Материаловедением называется наука о структуре и свойствах материалов.
Современный научно-технический прогресс неразрывно связан с разработкой и использованием новых материалов. Совершенствование применяемых материалов является необходимым условием успешного развития любой отрасли техники. В полной мере это относится к таким техническим отраслям, как электротехника и радиоэлектроника, для которых именно качество материалов становится ключом к разработке сложных инженерных решений и созданию новейшей электронной аппаратуры. Применяемые в этих областях металлические и неметаллические материалы обладают особыми физическими свойствами: электрическими, магнитными, свойствами теплового расширения и т.д. Знание свойств материалов и объективных закономерностей зависимости этих свойств от физической природы, структуры, состава, технологических и эксплуатационных факторов позволяет специалисту не только грамотно выбирать материал при проектировании электротехнических устройств, но и грамотно эксплуатировать их.
Электротехническими являются специальные материалы, из которых изготавливают электрические машины, аппараты, приборы и другие элементы электрооборудования и электроустановок. Основные группы: проводниковые, полупроводниковые, магнитные и электроизоляционные — диэлектрики.
Проводниковые материалы используются в электротехнических устройствах в качестве проводников электрического тока: всевозможные обмотки в машинах, аппаратах и приборах, контактные узлы, провода и кабели для передачи и распределения электрической энергий.
Полупроводники занимают по удельной проводимости промежуточное место между проводниками и диэлектриками. Их применяют в выпрямителях, в усилителях, в фотодатчиках, в качестве специальных источников тока и т. п.
Магнитные материалы отличаются способностью усиливать магнитное поле, в которое их помещают, т. е. обладают большой магнитной проницаемостью. Они используются для изготовления магнитопроводов в электрических машинах и трансформаторах, для экранирования магнитного поля, а также в виде постоянных магнитов, создающих вокруг себя магнитное поле.
Электроизоляционные материалы не проводят электрический ток. Диэлектрики служат для изоляции друг от друга различных токопроводящих деталей, находящихся под разными потенциалами, или для создания электрической емкости в конденсаторах.
Диэлектрики бывают газообразными (воздух, водород, элегаз), жидкими (дистиллированная вода, различные масла), твердыми (бумага, керамика, резина и т.д.).
Причинами выхода изоляции из строя являются старение и пробой.
Под старением понимается комплекс процессов в материалах, вызванных различными факторами, под воздействием которых ухудшается их качество. Основные факторы: повышенная температура, повышенное напряжение, климатические факторы, механические воздействия, загрязнение. Процесс старения можно замедлить, а иногда отдалить его начало. Для этого применяют специальные вещества (стабилизаторы и ингибиторы), предотвращающие действие электрического поля и химических реакций. Добавляются в материалы для замедления окисления примеси (антиоксиданты), которые более активны по отношению к кислороду, чем частицы самого материала.
Пробоем называют внезапную потерю электроизоляционной способности электрической изоляции или неконтролируемое повышение электрической проводимости изоляции, которое могут вызывать следующие процессы: ударная ионизация, чрезмерный нагрев, старение.
Противостоять воздействиям длительно без ухудшения свойств может только надежная изоляция. Оценивают свойства изоляции на заводах - изготовителях в результате проведения целого комплекса испытаний. При испытании изоляционных материалов выбирают более жесткие условия, чем в эксплуатации. Установлено два вида испытаний: контрольные и типовые.
Контрольным испытаниям подвергают каждую партию изделий, например, при изготовлении лакотканей принимают один рулон. В контрольные испытания входят: проверка материала визуальным осмотром, определение размеров, пробивного напряжения и т. д.
Типовые испытания наиболее расширены, их проводят не реже одного раза в три месяца или же в том случае, когда изменяется технологический процесс изготовления или применяется другое сырье, а также в случае требования служб надежности завода – изготовителя.